Schraubentipps - SMW Schrauben

SMW Schrauben- und Metallwarenhandel AG
Schrauben-Tipps
Spezialgewindeschrauben
Folgende Schraubenarten sind grundsätzlich bei uns erhältlich:
- metrisches Feingewinde: nur Sechskantschrauben in Stahl 8.8 und 10.9 schwarz
- UNC/UNF: Sechskantschrauben in Stahl 8.8 verzinkt, Zylinderschrauben mit Innensechskant in Stahl
12.9 schwarz
- M7: Sechskantschrauben, Gewindestangen 4.6, Muttern und Unterlegscheiben
- Linksgewinde: keine Schrauben, nur Gewindestangen und Muttern
(Linksgewindeschrauben müssen als Ersatzteile bestellt werden.)
Feuerverzinkte Schrauben
Alle feuerverzinkten Sechskantschrauben aus dem Katalog (BN 60, 61) weisen ein ISO-passendes
Gewinde auf. Mit anderen Worten kann eine ganz normale Mutter aufgeschraubt werden. Zu diesem
Zweck wurde die Schraube bei ihrer Herstellung um 0,3 mm unterschnitten. Die Feuerverzinkung trägt
dann wieder ca. 0,3 mm auf und somit erhält man ein ISO-passendes Gewinde.
Bei allen feuerverzinkten Schrauben, die wir zusätzlich zum Katalog anbieten, wird eine DIN oder ISOSchraube nachträglich verzinkt. Das Gewinde wird dadurch dicker und ist nicht mehr ISO-passend.
Demzufolge braucht es zu diesen Schrauben spezielle, überschnittene Muttern, die ebenfalls bei uns
erhältlich sind.
Korrosion an rostbeständigen Schrauben
Gemäss den Ausführungen im Thema B Nr. 2 von Bossard AG kann selbst an Befestigungsteilen aus
Chromstahl A2 Spaltkorrosion auftreten. Grund: Jede Trennfuge oder Spalt zieht durch die
Kapillarwirkung Feuchtigkeit an. Eingetragene korrosive Stoffe lösen eine anodische
Korrosionsreaktion aus und greifen die Schraube an.
Empfehlung: Trennfugen minimieren, Unterlegscheiben nur dort wo nötig einsetzen, glatte
Trennflächen, Flanschschrauben oder Flanschmuttern einsetzen.
Wird ein rostbeständiges Teil nachbearbeitet, verletzt das die schützende Chromschicht. Diese wird
vom Chromstahl zwar schnell wieder gebildet. Unter gewissen Randbedingungen wie z.B.
Feuchtigkeit (Handschweiss usw.) beginnt die Korrosion aber bereits bevor sich die Chromschicht
bilden kann. Abhilfe schafft nur, wenn nach der Bearbeitung das Chromstahlteil gebeizt wird.
Kontaktkorrosion
Wenn sich zwei verschiedene Metalle berühren, entsteht bei Zugabe von Feuchtigkeit
Kontaktkorrosion. Dabei baut sich ein elektrisches Potential auf, das von der unedleren Anode zur
edleren Kathode fliesst. Bei der Anode werden Metallionen aufgelöst; sie korrodiert. Die Kathode wird
tendenziell vor Korrosion geschützt. Das Mass der Korrosion ist abhängig vom Potentialunterschied,
d.h. je weiter die sich berührenden Metalle in der Spannungsreihe auseinander liegen, desto grösser
ist die Gefahr einer Kontaktkorrosion. Empfehlung: Das Verbindungselement sollte aus dem gleichen
Material oder edler als die zu verbindenden Teile sein.
Wasserstoffversprödung
Bei einer galvanischen Veredelung entsteht immer Wasserstoff. Stähle ab einer Zugfestigkeit von
1000 N/mm2 – entsprechend den Schraubenklassen 10.9 und 12.9 – können durch aufgenommenen
Wasserstoff spröd werden. Dasselbe gilt für Scheiben aus Federstahl, Sicherungsringe und
Sicherungsscheiben. Trotz einer Wärmebehandlung (Tempern) von galvanisch verzinkten, hochfesten
Teilen besteht immer noch das Restrisiko eines Sprödbruchs. Tipp: Verwenden Sie möglichst
schwarze Schrauben und Sicherungselemente.
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Gewindestifte Gewindestifte mit Innensechskant oder Schlitz sind für Druckbeanspruchungen
ausgelegt und ideal zum Arretieren. Wegen ihrer hohen Härte und geringer Zähigkeit dürfen sie nicht
auf Zug oder Biegung beansprucht werden.
Konstruktions- u. Montagefehler
Mit einem Anteil von ca. 70% sind Konstruktions- bzw. Montagefehler die häufigste Ursache für
defekte Verbindungen. Konkret betrifft dies ungenügendes Anziehen, zu hohe Scherkräfte, zu
kleiner Schraubendurchmesser und Vorspannkraftverlust.
Kontrolliertes Anziehen:
Grundsätzlich sollten alle hochbeanspruchten Schraubverbindungen kontrolliert angezogen
werden, damit die notwendige Vorspannkraft auch wirklich aufgebracht wird. Sechskantschrauben bis
M12 zieht man von Hand in der Regel zu fest an, darüber zu schwach. Innensechskantschrauben
zieht man bis etwa M6 zu fest an, darüber ebenfalls zu schwach. Fazit: Das Anziehen von Hand hat
man nicht im Griff!
Vorspannkraftverlust
Schraubenverbindungen werden gelockert durch einen Vorspannkraftverlust infolge Setzens oder
durch bleibende, plastische Verformung des Verbindungselementes oder des Konstruktionsteiles.
Besonders gefährlich sind diese plastischen Deformationen, die durch Überschreiten der kritischen
Flächenpressung unter dem Schraubenkopf oder der Mutter entstehen.
Abhilfe schaffen geeignete Unterlegscheiben: z.B. die Qualitätsscheibe TP 200 (BN 342 und 343) mit
einer Härte von 200 HB und einer polierten Oberfläche für Schrauben der Güteklasse 8.8 und HVScheiben nach DIN 6916 (BN 14071) für Verbindungen der Güteklasse 10.9
Höhere Schraubenfestigkeiten
Sechskantschrauben nach DIN 933 und 931 sind in der Regel vergütet in der Qualität Stahl 8.8 in
schwarzer oder verzinkter Ausführung. Sechskantschrauben gibt es auch noch in der Qualität 10.9.
Die höhere Festigkeit von Inbusschrauben ist hingegen 12.9 und nicht 10.9.
Rüttelsichere Verbindung
Oft werden Federringe, Fächerscheiben usw. zum Sichern gegen Lockern verwendet. Diese
Sicherungselemente sind jedoch nur für Schraubenverbindungen bis Qualität 6.8 geeignet. RiplockScheiben sind bis 8.8 und Rippenscheiben bis 10.9 geeignet. Für Schraubverbindungen der Klasse
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12.9 empfehlen wir den Einsatz von Keilsicherungsscheiben (z.B. Nordlock BN 65212)
Rüttelsichere und erst noch rationelle Verbindungen erreichen Sie ebenfalls mit gewindefurchenden
Schrauben nach DIN 7500 oder auch mit Flanschschrauben.
Verschiedene Versuche an einem Rütteltisch zeigen, welches die effektivsten Wege für eine sichere
Verbindung sind. Weitere Details finden Sie unter „Services Downloads“.
Vorteile von Loctite
Bei einem Abfall der Vorspannkraft bleibt mit Loctite das Losdrehmoment trotzdem noch erhalten. Mit
Loctite 243 beträgt das Losdrehmoment etwa 110% des Anziehdrehmoments, mit Loctite 2701 etwa
150%. Das mittelfeste Loctite 243 kann wieder mit normalen Werkzeugen gelöst werden. Beim Loctite
2701 muss zusätzlich Wärme zum Lösen eingesetzt werden.
Verzinkt, feuerverzinkt oder rostfrei?
Galvanisch verzinkte Teile werden meist blau chromatiert und sollten nur für trockene Innenräume
verwendet werden. Durch den Oberflächenglanz ist die Verzinkung ästhetisch ansprechend. In der
Salzsprühnebelprüfung tritt schon nach 1 bis 2 Tagen Rotrost auf.
Bei der Feuerverzinkung werden die Teile in ein flüssiges Zinkbad getaucht und anschliessend
geschleudert. Die Schichtdicke beträgt mindestens 40 my. Merkmal: matte, graue Oberfläche.
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Anwendbar ab Gewinde M8. Gute Korrosionsbeständigkeit für Feuchträume und mildes, auch
bewittertes Aussenklima.
Verbindungselemente in A2 sind durch den hohen Chromgehalt rostbeständig. Das zusätzliche
Molybdän der Stahlgruppe A4 verleiht ihnen auch eine gute Säurebeständigkeit. Es können aber auch
bei sogenannt rostfreien Verbindungselementen verschiedene Arten von Korrosion auftreten (Bsp.
Spannungsrisskorrosion, Spaltkorrosion usw.).
Chromatieren
Nach dem galvanischen Zinküberzug werden Schrauben chromatiert (passiviert), was den
Korrosionsschutz erhöht und ein Anlaufen verhindert. Ab einer Temperatur von 70 Grad Celsius wird
jedoch diese Chromatschicht allmählich zerstört.
Zinklamellenbeschichtung
Zinklamellenüberzüge sind Beschichtungen mit gutem Korrosionsschutz und den Vorteilen, dass sie
Cr VI-frei sind und keinen Wasserstoff freisetzen. Aus diesem Grund werden sie v.a. für hochfeste
Befestigungselemente der Klassen 10.9/12.9 verwendet. Die weiteren Vorteile sind: homogene Optik,
Korrosionsschutz auch bei erhöhten Temperaturen, chemikalienbeständig und gute
Reibeigenschaften. Die Grundschicht des Überzugs besteht aus Zink- und Aluminiumlamellen. Sie
bildet den Korrosionsschutz. Als Deckschicht werden Lacke verwendet, die dem mechanischen
Schutz der Grundschicht dienen und das System vor Kontaktkorrosion noch mehr schützt.
Kennzeichnung von A2, A4
Verbindungselemente aus austenitischem Chrom-Nickel-Stahl tragen den Buchstaben A gefolgt von
einer Zahl, welche die Stahlsorte wiedergibt. Die Angabe der Festigkeit wird durch einen Bindestrich
getrennt. (Bsp. A2-70). Alle Schrauben und Muttern ab Gewinde M5 und Stiftschrauben ab M6
müssen mit der Stahlgruppe, der Festigkeitsklasse und dem Herkunftszeichen markiert sein.
Alternativ kann für Muttern in A2 eine Einkerbung und für jene in A4 zwei Einkerbungen verwendet
werden.
Festigkeit von A2, A4
Die handelsübliche Qualität von Schrauben aus A2 und A4 liegt in der Festigkeitsklasse 70. Diese
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weist eine Zugfestigkeit von 700 N/mm2 und eine 0,2%-Dehngrenze von 450 N/mm auf. Im
Vergleich zu Schrauben in Stahl 8.8 ist also die 0,2%-Dehngrenze ca. 30% tiefer. Da die
austenitischen Stähle durch eine Kaltumformung verfestigt wurden, vermindert jedes Nachschneiden
des Gewindes ihre Festigkeit!
Werkstoff Nr. für A2, A4
Rostbeständige Verbindungselemente werden meistens in den Stahlgruppen A2 und A4 angeboten
und bewirtschaftet. Innerhalb einer Stahlgruppe dürfen die Hersteller unterschiedliche
Werkstoffnummern zu Schrauben verarbeiten. Bsp: A2 (1.4301, 1.4303, 1.4306); A4 (1.4401,
1.4435, 1.4439). Die Kennzeichnungspflicht ab M5 beschränkt sich aber auf die Angabe der
Stahlgruppe A2 oder A4 und die Festigkeit (Normalfall 70). Sobald Sie ein Verbindungsteil aus einem
bestimmten Werkstoff wünschen, ergibt dies ein Sonderteil, das speziell gefertigt werden muss.
Temperaturbereich für rostfreie Schrauben
Schrauben, Stiftschrauben und Muttern aus der Stahlgruppe A2 können dauerhaft bis zu einer
Temperatur von -200 °C eingesetzt werden. Bei einem Einsatz von z.B. +100 °C reduziert sich die
0,2% Dehngrenze auf 85% gegenüber Raumtemperatur.
Anziehen von rostfreien Schrauben
Um ein Anfressen während der Montage von rostfreien Schrauben zu vermeiden, empfiehlt sich
folgendes Vorgehen:
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1. nur saubere Verbindungselemente montieren
2. Schraubengewinde vor jeder Beschädigung schützen
3. Gewinde mit einem druckfesten Schmiermittel bestreichen (Molykote, Kupferpaste)
4. kontinuierlich und nicht zu schnell anziehen (nicht mit Schlagschrauber!)
5. mit einem Minimum an Umdrehungen anziehen
Tipp: Kombiniert man Muttern in A4 mit Schrauben in A2 fressen diese weniger an!
Thermoplaste und Duroplaste
Griffe und Bedienelemente werden aus Duroplasten und Thermoplasten hergestellt. Sie weisen
folgende Unterscheidungsmerkmale auf:
Thermoplaste sind bei Raumtemperatur hart, werden aber mit zunehmender Temperatur elastisch,
dann plastisch weich und schliesslich flüssig. Sie sind also warmumformbar und schweissbar.
In Duroplasten sind die Makromoleküle engmaschig vernetzt, was ihnen eine entsprechende
Festigkeit und Härte gibt. Diese bleibt auch bei Erwärmung erhalten, daher der Name Duroplast. Sie
sind nicht umformbar und nicht schweissbar.
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Monel
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Monel ist eine Nickel-Kupfer Legierung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit gegenüber
Meerwasser, vielen Säuren und alkalischen Lösungen. Die Legierung weist eine hohe Festigkeit und
Zähigkeit auf.
Dübeln mit Spanplattenschrauben
Spanplattenschrauben zerschneiden mit ihrem scharfen Gewinde gewöhnliche Nylon-Dübel.
Deshalb sollte man Holzschrauben mit Schlitz, Kreuzschlitz oder Sechskantkopf oder spezielle
Montageschrauben dafür verwenden (Bsp: DIN 95, 96, 97, 571 usw.).
Möchten Sie dennoch Spanplattenschrauben mit einem Kunststoffdübel kombinieren, so empfehlen
wir Ihnen die Verwendung von fischer UX-Dübeln oder fischer SX-Dübeln.
Dübeln mit Montageschrauben
Für anspruchsvolle Montagen mit Kunststoffdübeln in Beton empfehlen wir die Verwendung von
Montageschrauben an Stelle von Spanplattenschrauben. Da das Gewinde und der Schaft 6 mm
Durchmesser haben, sind sie bedeutend stärker als entsprechende Spanplattenschrauben.
Montageschrauben gibt es nur im Durchmesser 6 mm, mit grossem Senkkopf (13,5 mm) und Torx 30
oder Kreuzschlitz; wahlweise in verzinkt oder rostfrei A2
Vorbohren von Spanplattenschrauben?
Spanplattenschrauben zeichnen sich gerade dadurch aus, dass im Holz und Holzwerkstoffen nicht
vorgebohrt werden muss. Mit dem Aufkommen von Durchmessern zwischen 8 und 12 mm und
Längen bis 600 mm ist neu das Vorbohren möglich und erlaubt. Man unterscheidet die Pilotbohrung
von der Bohrung auf der gesamten Schraubenlänge. Wie das genau geht, erfahren Sie im
Holzbaureport der Firma SPAX im Menü „Services Downloads“.
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